Một nghiên cứu gần đây của nhóm tác giả tại Viện Walter and Eliza Hall (Úc), công bố trên tạp chí Science (số ra ngày 15/8/2025), đã cung cấp những bằng chứng thuyết phục về vai trò kép của protein MCL-1 – một thành viên quan trọng trong họ protein BCL-2. Công trình mang tựa đề “Relative importance of the anti-apoptotic versus apoptosis-unrelated functions of MCL-1 in vivo” đã giải quyết một trong những câu hỏi còn tranh cãi kéo dài trong sinh học tế bào: liệu MCL-1 chỉ đơn thuần hoạt động như một yếu tố chống chết tế bào theo chương trình (apoptosis), hay còn có những chức năng khác ngoài cơ chế này.

MCL-1 – Hơn cả một “lá chắn” chống apoptosis

Từ lâu, MCL-1 được biết đến như một protein sống còn, có khả năng ngăn chặn apoptosis thông qua việc tương tác với các protein cảm ứng chết tế bào như BAX và BAK. Điều này đặc biệt quan trọng trong phát triển phôi, biệt hóa tế bào miễn dịch, và duy trì cân bằng nội môi. Tuy nhiên, ngày càng nhiều nghiên cứu cho thấy MCL-1 còn tham gia điều hòa chuyển hóa năng lượng, động học ti thể, và cả quá trình tái lập trình tế bào gốc.

Để làm sáng tỏ vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loạt dòng chuột biến đổi gen, trong đó MCL-1 bị thay thế bằng các protein chống apoptosis khác như BCL-2 hoặc BCL-XL. Cách tiếp cận này cho phép phân biệt rõ ràng giữa chức năng chống apoptosis và các chức năng khác biệt của MCL-1.

Kết quả nổi bật

1. Khả năng thay thế hạn chế của các protein khác: Mặc dù BCL-2 và BCL-XL có thể bù trừ phần nào chức năng chống apoptosis, nhưng chúng không thể tái tạo hoàn toàn vai trò của MCL-1 trong duy trì hình thái ti thể và chuyển hóa năng lượng. Điều này khẳng định rằng MCL-1 có các chức năng “phi-apoptosis” riêng biệt.
2. Mối liên hệ với chuyển hóa lipid và hô hấp tế bào: Các phân tích chuyển hóa và dữ liệu RNA-seq chỉ ra rằng MCL-1 có vai trò quan trọng trong việc điều hòa oxy hóa acid béo và chu trình Krebs. Việc mất MCL-1 gây rối loạn nghiêm trọng trong cân bằng năng lượng, dẫn đến suy giảm chức năng tim và gan ở chuột con.
3. Ý nghĩa sinh lý và bệnh lý: Các dòng chuột thiếu MCL-1 biểu hiện phát triển bất thường từ giai đoạn phôi sớm, nhiều mô bị tổn thương nặng do rối loạn ti thể và chuyển hóa. Phát hiện này cho thấy MCL-1 không chỉ là “người bảo vệ” chống chết tế bào mà còn là một yếu tố điều hòa sống còn của toàn bộ hệ thống năng lượng tế bào.

Hình 1. Hình ảnh phôi chuột wt và đột biến gene MCL-1.

Triển vọng khoa học và ứng dụng

Phát hiện này có ý nghĩa rộng lớn trên nhiều phương diện:

• Trong sinh học cơ bản, nghiên cứu đã giải quyết một câu hỏi then chốt về tính đa chức năng của MCL-1, giúp tái định nghĩa vai trò của họ protein BCL-2 trong tiến hóa và sinh lý học tế bào.
• Trong nghiên cứu ung thư, MCL-1 vốn là mục tiêu hàng đầu của các thuốc ức chế BH3 mimetics – nhóm thuốc mới nhằm khôi phục apoptosis trong tế bào ung thư. Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu này cho thấy việc ức chế MCL-1 có thể gây ra những hệ quả ngoài dự đoán liên quan đến chuyển hóa và chức năng ti thể. Điều này đặt ra thách thức mới trong thiết kế thuốc, đòi hỏi cân nhắc giữa hiệu quả diệt tế bào ung thư và nguy cơ tổn thương mô lành.
• Trong y học lâm sàng, hiểu rõ hơn về chức năng kép của MCL-1 có thể mở ra hướng ứng dụng trong điều trị các bệnh lý chuyển hóa, tim mạch, và thần kinh – nơi rối loạn ti thể đóng vai trò trung tâm.

Kết luận

Công trình của Brinkmann và cộng sự đã mang đến một bước tiến quan trọng trong việc giải mã chức năng phức tạp của MCL-1. Thay vì chỉ được nhìn nhận như một protein chống apoptosis, MCL-1 nổi lên như một “điều phối viên” của cả sự sống còn tế bào và chuyển hóa năng lượng.

Đối với cộng đồng khoa học, phát hiện này không chỉ cung cấp nền tảng lý thuyết mới mà còn định hướng cho nhiều nghiên cứu ứng dụng trong tương lai – từ phát triển thuốc ung thư an toàn hơn cho đến can thiệp điều trị các rối loạn chuyển hóa. Với ý nghĩa đó, nghiên cứu đã góp phần mở rộng hiểu biết về mối liên hệ giữa cơ chế chết tế bào, chuyển hóa, và sức khỏe toàn cơ thể.

Người đưa tin: TS. Nguyễn Minh Hùng